Получение молочной кислоты. Продуценты. Практическое использование презентация

Введение
Молочная кислота образуется при молочнокислом брожении сахаров, в частности, в прокисшем молоке, при брожении вина и пива.
Была открыта шведским химиком Карлом Шееле в 1780 году.
В 1807 году Йенс Якоб Берцелиус выделил из мышц цинковую соль молочной кислоты

Свойства
Молочная кислота (лактат) —
α-оксипропионовая (2-гидроксипропановая) кислота
плотность 1,206
температура плавления 18 °С
температура кипения 122°С

Структура
При получении молочной кислоты с помощью молочнокислых бактерий и химическим синтезом образуется оптически недеятельная D,L-молочная кислота.

Получение молочной кислоты
Молочная кислота в промышленности производится химическим (50 %) и ферментативным (50 %) синтезами
Химический синтез основан на реакции ацетальдегида с цианистым водородом, приводящим к получению лактонитрила, гидролиз которого дает молочную кислоту.
Ферментативный (молочнокислое брожение)- самый быстрый и дешевый способ

Химический синтез

Ферментативный синтез
Молочнокислое брожение - один из первых ставших известными человечеству процессов и получение молочной кислоты микробиологическим методом имеет давнюю историю.

Молочнокислые бактерии
В способе в качестве продуцента используют кокковые формы термотолерантных или термофильных молочнокислых бактерий, в частности Streptococcus faecium, Streptococcus thermophillus и Lactobacillus acidophilus var. coccoideus.
L(+)-Молочную кислоту образуют молочнокислые стрептококки (S. termophilus, S. lactis, Leuconostoc cremoris), а Lb. lactis и Lb. bukgaricus продуцируют около 90 % D(–)-молочной кислоты
Возбудителем молочнокислого брожения в производстве молочной кислоты является культура Lactobacillus delbrukii.

Свойства молочнокислых бактерий
Lactobacillus delbrüeckii — термофильная зерносусловая бактерия. Эти бактерии хорошо сбраживают глюкозу, мальтозу, фруктозу, галактозу и сахарозу.
Молочнокислые бактерии являются грамположительными, неподвижными, факультативными анаэробами. Они имеют форму крупных палочек длиной 7–8 мкм, толщиной 0,5–0,8 мкм и образуют, как правило, короткие цепочки из 2–4 клеток.

Свойства молочнокислых бактерий
Молочнокислым бактериям необходимы следующие аминокислоты: аргинин, цистеин, глутаминовая кислота, лейцин, фенилаланин, триптофан, тирозин, лизин и, возможно, некоторые другие.
Из витаминов продуцент нуждается в рибофлавине, никотиновой и фолиевой кислотах; тиамин ингибирует образование молочной кислоты.
Из минерального питания для молочнокислых бактерий нужны: натрий, калий, фосфор, медь, железо, сера, магний и, особенно, марганец. Поэтому к сахаросодержащим средам необходимо добавлять сухие ростки ячменного, ржаного или пшеничного солода, солодовый экстракт, осадочные винные или спиртовые дрожжи, дрожжевой автолизат, пшеничные зародыши.
Оптимальной температурой для развития продуцента является 48–50 °С; брожение осуществляется в слабокислой среде (рН»5,5), но при рН = 3,0 развитие бактерий прекращается. При рН выше 7 питательная среда легко инфицируется.

Свойства
Вследствие чувствительности к кислотности среды образующуюся молочную кислоту нейтрализуют мелом, поддерживая кислотность на уровне 0,3–0,4 %:
2С3Н6О3 + СаСО3 = Са(С3Н5О3)2 + СО2 + Н2О
Растворимость лактата кальция при 50 °С составляет 15–16 %.

Сырье для производства молочной кислоты
В отечественном производстве молочной кислоты сырьем служит смесь тростникового сахара-сырца, рафинадной патоки и свекловичной мелассы. Источником необходимых органических и минеральных веществ служат солодовые ростки.
Тростниковый сахар-сырец содержит, %: СВ — 99,4–99,6 (в том числе сахарозы — 96,5–98), РВ — 0,6–0,9, органических несахаров — 0,7–1.

Технология производства молочной кислоты

Свойства молочной кислоты
Пищевая молочная кислота выпускается в виде водного раствора концентрацией 40 %, качество которой регламентируется ГОСТ 490–79
Молочную кислоту получают также и 70% концентрации, для чего проводят вторичное упаривание в вакуум-аппаратах с последующим фильтрованием на фильтр-прессах. Продукт выпускается в жидком виде или в виде пасты, которую получают добавлением к концентрированной кислоте небольшого количества мела.